这篇随笔，就不按照各种专业的解释来描述了，完全看自己发挥吧，写到哪儿算哪儿。若是哪里有说的不对的地方，请各位看官直说无妨！

　　说到游戏研发，就不可避免会提到图形学，图形学里面细去研究，就会牵涉到各种各样的数学知识，向量，矩阵之类的！而到这儿，咱们先开始从shader谈起，什么是shader?咱们通常说写个shader,其实也就是写了一个执行某种功能的程序，跟你写个普通的程序原理上说一样的，而不同之处在于，shader是写个GPU执行的，说到GPU执行，那么就得谈到3D游戏里面的那些人物啊，花鸟啊，是怎么看到的，或者说的专业一点，叫做渲染出来的！

　　如果在2D上面，很简单，完全可以看作是一张图贴在屏幕上就OK。在3D上面，就复杂了一点，首先，我们的屏幕上2D的，不像现实世界，是三维空间！那么怎么在屏幕上画东西才能看上去有3D效果呢，你可以试试在纸上画一个立方体，学过数学都会画，你第一眼看上去就会觉得这是3D的，而不是一个简单的矩形！　　

　　模型坐标系：在计算机的3D世界里，也是通过这样一种东西来实现了3D效果。如果在计算机屏幕上面绘制3D模型，那么我们首先在3D软件上制作出这个模型，这个模型会有一个原点，来建一个坐标系，无论是左手还是右手都差不多，这个坐标系，我们就叫做模型坐标系，那么这个模型的每个部位都相对于原点有一个坐标。

　　世界坐标系：既然每个模型都有一个坐标系，就相当于你自己举着手，你的手在脸的正前方，那么相对于旁边的人，你的手在哪儿。那么就会有了一个概念叫世界坐标系，在世界坐标系中，每个模型的坐标都是相对于世界坐标系原点的，那么除非重叠，否则是不可能出现坐标一样的情况。就相当于你站的位置，不会再有人站了一样。而我们的光照计算也会是在世界坐标系中进行。

　　摄影坐标系：每个人都是在以自己的眼睛来看这个世界，比如你转动你的眼睛，看到的事物就会不一样。同样，在计算机的世界里，每次只能从唯一的视角出发来渲染物体，3D游戏都会提供摄像机漫游的功能，屏幕显示的内容会随着摄像机的变化而变化，这是因为GPU将物体的顶点坐标从世界坐标系转到了摄像机坐标系。所谓的摄像机坐标系，是以摄像机为原点，由视线方向，视角和远近平面，组成的一个梯形体的三维空间，叫做viewing frustum(视锥体）如下图

既然可以看见的区域已经确定，那么GPU就得做一下筛检，就像你面朝大海，即便春暖花开，你也只能看到你朝着的那面，你背后的风景你是看不到的，但那又客观存在着。这个时候，GPU就得做一下裁剪，在这个区域内的东西才会渲染，不在这个区域内的，那就只能被抛弃了，这一步叫做裁剪（clip）,怎么判断物体在不在这个区域的过程，叫做裁剪算法。

至于怎么裁剪的，过程算法比较复杂，请自行参阅资料（这个过程也可以在应用程序中做）。裁剪过后，你这些东西都还是在3D空间里面的概念，而始终得显示在二维的屏幕上面，那么就得有个过程叫做屏幕映射，也就是说将3D的东西在2D的平面上显示出来就如同将这个立方体画在纸上，而你一看到一张纸上画的图，还是看出3D效果来。

之后的步骤，叫做图元装配，根据顶点的位置和索引关系，组成线和面，然后将超出屏幕外的三角形进行裁剪，就像一个三角形有一个顶点在屏幕外，剪掉之后，这三角形就会变成四边形了。接下来的过程，叫做光栅化，所谓光栅化，就是给显示器的像素点赋值，屏幕是由一个一个的像素点构成，给每个点赋值上相应的颜色，连起来就是一整个屏幕了，结果之前的过程，我们可以得到每个点的屏幕坐标值，也知道我们要绘制成啥样（点，线，面）其中还有个问题，如图

之后，我们就需要知道每个顶点的颜色了，这个颜色也在顶点信息之中，其中会牵涉到一种情况叫做混色，是根据当前的颜色跟正在计算的颜色的透明值，混合为一种颜色进行输出，也就是我们常说的Alpha值，一般叫做alpha混合技术，每个像素都关联一个RGB颜色值和一个A值，Alpha值用来描述物体的透明度.

计算公式为newColor=curColor*a+(1-a)*nextColor   。混合之后，颜色被写入帧缓存中。那么如果同样一个位置的，有两个顶点，如果有两种颜色，而且都不透明，那么，到底是绘制那一种颜色呢？这里就有一个概念，叫做Z Buffer一般叫Z缓冲区，或者叫深度缓冲区，用来确定这个遮挡关系，这个值在（0,1）值越小，离近裁屏幕就更近，想象一下，在现实生活中，两块木板竖着叠在你面前，你当然只能看到近的那块。那么，GPU通过比较来判断顶点之间的遮挡关系，这个值其实也只是一个相对的大小，完全就是用来比较才有用的。

算了，暂时停一下先，好累的说

Unity3D 开发之shader教程(浅谈GPU渲染入门)